EP3250793B1 - Staged drive between crankshaft ane at least one camshaft - Google Patents
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- EP3250793B1 EP3250793B1 EP15816406.1A EP15816406A EP3250793B1 EP 3250793 B1 EP3250793 B1 EP 3250793B1 EP 15816406 A EP15816406 A EP 15816406A EP 3250793 B1 EP3250793 B1 EP 3250793B1
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- a leakage gap is provided in the area 84, which is created by a space between the outer diameter of the piston 76 and the inner diameter of the inner wall of the housing 64 surrounding the piston 76 in the inner area 84.
- a difference of 70 ⁇ m was provided as a leakage gap between the inner wall of the housing 64 and the outer wall of the piston 76 in the area 84.
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Description
Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Steuertrieb zwischen einer Kurbelwelle und mindestens einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für einen in einem Kraftfahrzeug einzusetzenden Verbrennungsmotor.The invention relates to a multi-stage control drive between a crankshaft and at least one camshaft of an internal combustion engine according to the preamble of
Aus
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Mit Hilfe von Versuchen und umfassenden Simulationsberechnungen wurde festgestellt, dass der Einsatz von Rotoren mit nicht-kreisförmigem Profil in einem mehrstufigen Steuertrieb antriebsseitig im Bereich der Kurbelwelle und/oder abtriebsseitig im Bereich einer Nockenwelle nicht geeignet ist, um störende Resonanzfrequenzen mit daraus resultierenden hohen Reibkräften im Steuertrieb, die in einzelnen Drehzahlbereichen auftreten, in allen Drehzahlbereichen auf ein gewünschtes Niveau zu reduzieren bzw. zu vermeiden.With the help of tests and extensive simulation calculations, it was found that the use of rotors with a non-circular profile in a multi-stage control drive on the drive side in the area of the crankshaft and / or on the output side in the area of a camshaft is not suitable for avoiding disturbing resonance frequencies with the resulting high frictional forces Reduce or avoid control drives that occur in individual speed ranges to a desired level in all speed ranges.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrstufigen Steuertrieb zwischen einer Kurbelwelle und mindestens einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors mit verringerter Reibleistung zur Verfügung zu stellen, der kostengünstig realisiert werden kann.The invention has for its object to provide a multi-stage control drive between a crankshaft and at least one camshaft of an internal combustion engine with reduced friction, which can be realized inexpensively.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with the features of
Ein erfindungsgemäßer mehrstufiger Steuertrieb eines Verbrennungsmotors mit einer Kurbelwelle und mindestens einer Nockenwelle umfasst einen Primärtrieb, mittels welchem ein mit einer Kurbelwelle gekoppelter erster Rotor über eine erste Hülltriebsstruktur einen zweiten Rotor antreibt, wobei der zweite Rotor drehfest mit einem dritten Rotor verbunden ist und wobei der dritte Rotor Antriebselement eines Sekundärtriebes ist, mittels welchem über eine zweite Hülltriebsstruktur eine mit der mindestens einen Nockenwelle gekoppelter vierter Rotor angetrieben wird. Dabei weist der zweite Rotor und/oder dritte Rotor eine nicht-kreisförmige Kontur auf. Zudem weisen der zweite Rotor und/oder der dritte Rotor eine Kontur mit einer mindestens einfachen Ovalität auf, wobei die Amplitude der Ovalität im Bereich von 0,1 bis 5 Prozent des Teilkreisdurchmessers beträgt. Unter Hülltriebsstrukturen werden vorliegend insbesondere Zahnriemen oder Ketten sowie sonstige, ähnliche umlaufende Antriebselemente verstanden. Unter Rotoren werden insoweit insbesondere Zahnräder zum Umlenken von Ketten oder Riemenräder zum Umlenken von Zahn- oder sonstigen Riemen verstanden. Ein erfindungsgemäßer mehrstufiger Steuertrieb hat den Vorteil, dass das durch die Modifikation der Kontur eines an einem Zwischenrad ausgebildeten Rotors das Schwingungsverhalten des Steuertriebes verbessert und die Verlustleistung reduziert werden kann. Dies lässt sich insoweit kostengünstig realisieren, als ein unmittelbar mit der Kurbelwelle oder einer Nockenwelle verbundener Rotor nicht modifiziert werden muss.A multi-stage control drive according to the invention of an internal combustion engine with a crankshaft and at least one camshaft comprises a primary drive, by means of which a first rotor coupled to a crankshaft drives a second rotor via a first envelope drive structure, the second rotor being connected in a rotationally fixed manner to a third rotor and the third rotor being the drive element of a secondary drive, by means of which a fourth is coupled to the at least one camshaft via a second envelope drive structure Rotor is driven. The second rotor and / or third rotor has a non-circular contour. In addition, the second rotor and / or the third rotor have a contour with an at least simple ovality, the amplitude of the ovality being in the range from 0.1 to 5 percent of the pitch circle diameter. In the present case, enveloping drive structures are understood to mean, in particular, toothed belts or chains as well as other similar rotating drive elements. To this extent, rotors are understood to mean in particular gear wheels for deflecting chains or belt wheels for deflecting toothed or other belts. A multi-stage control drive according to the invention has the advantage that the vibration behavior of the control drive can be improved and the power loss can be reduced by modifying the contour of a rotor formed on an intermediate wheel. This can be achieved inexpensively insofar as a rotor that is directly connected to the crankshaft or a camshaft does not have to be modified.
Erfindungsgemäß weist der zweite Rotor und/oder der dritte Rotor eine Kontur mit einer mindestens einfachen Ovalität auf. Darunter sind einfache Ovalitäten und Ovalitäten höherer Ordnung, z.B. dreifacher, vierfacher Ordnung etc., zu verstehen. Durch Simulationsberechnungen und erste Versuche hat sich gezeigt, dass sich durch Ausbildung von Konturen mit einer Ovalität erster oder mehrfacher Ordnung die Reibleistung besonders effizient reduzieren lässt. Unter einer Ovalität mehrfacher Ordnung, beispielsweise dritter oder vierter Ordnung wird ein Element verstanden, das anstelle einer kreisrunden Kontur eine Kontur aufweist, deren Radius über den Umfang verteilt drei Maxima und drei Minima (dreifacher Ordnung) bzw. vier Maxima und vier Minima (vierfacher Ordnung) aufweist. Es ist auch möglich, an einem Rotor (zweiter Rotor oder dritter Rotor) Ovalitäten gleicher Ordnung in unterschiedlicher Phasenlage zueinander miteinander zu kombinieren und/oder verschiedene Ordnungen von Ovalitäten miteinander zu kombinieren und somit an einem Rotor überlagert abzubilden, insbesondere um einer Schwingungsanregung verschiedener schwingungsanregender Elemente entgegenzuwirken. In Bezug auf schwingungsanregende Elemente in einem Steuertrieb wird insbesondere auf Kolbenpumpen sowie auf Einlass- und Auslassventile verwiesen. Um möglichst effizient den von den Elementen auf den Steuertrieb einwirkenden Schwingungen entgegenzuwirken, können die schwingungsanregenden Ordnungen und ihre Phasenlage in Bezug auf einen Rotor (zweiter oder dritter Rotor) ermittelt und dann kombiniert entsprechend ihrer Phasenlage an dem Rotor (zweiter oder dritter Rotor) angeordnet werden. Mit der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise kann durch unterschiedliche Elemente verursachten Schwingungen wirksam entgegengewirkt werden. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass in Bezug auf einzelne Elemente, insbesondere in Bezug auf mehrere Einlassventile oder Auslassventile, auch eine Summenbetrachtung vorgenommen werden kann, d.h. die Summe der Schwingungsanregungen aller Einlassventile und/oder aller Auslassventile als ein schwingungsanregendes Element betrachtet werden kann. Nur beispielhaft wird darauf verwiesen, dass erfindungsgemäß 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 oder 12 Zylindermotoren mit unterschiedlichen Ventiltrieben mit Pumpenanregungen von 2., 3. oder 4. Ordnung kombiniert werden können. Auf einige konkrete Beispiele wird in Verbindung mit der Figurenbeschreibung noch im Detail eingegangen.According to the invention, the second rotor and / or the third rotor has a contour with an at least simple ovality. This includes simple ovalities and ovalities of higher order, e.g. triple, quadruple order, etc. Simulation calculations and initial tests have shown that the formation of contours with an ovality of first or multiple order can reduce the frictional output particularly efficiently. An ovality of multiple order, for example third or fourth order, is understood to mean an element that has a contour instead of a circular contour, the radius of which is distributed over the circumference three maxima and three minima (triple order) or four maxima and four minima (quadruple order) ) having. It is also possible to combine ovalities of the same order in different phases with one another on a rotor (second rotor or third rotor) and / or to combine different orders of ovalities with one another and thus to image them superimposed on one rotor, in particular in order to excite vibrations of different vibrating elements counteract. With regard to vibration-stimulating elements in a timing drive, reference is made in particular to piston pumps and to intake and exhaust valves. In order to counteract the vibrations acting on the control drive from the elements as efficiently as possible, the vibration-stimulating orders and their phase position in relation to a rotor (second or third rotor) can be determined and then combined according to their phase position on the rotor (second or third rotor). to be ordered. With the procedure described above, vibrations caused by different elements can be effectively counteracted. For the sake of completeness, it should be pointed out that with regard to individual elements, in particular with regard to a plurality of intake valves or exhaust valves, a sum analysis can also be carried out, i.e. the sum of the vibration excitations of all intake valves and / or all exhaust valves can be regarded as a vibration-stimulating element. By way of example only, reference is made to the fact that, according to the invention, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 or 12 cylinder engines with different valve drives can be combined with pump excitations of 2nd, 3rd or 4th order. Some concrete examples will be discussed in detail in connection with the description of the figures.
Erfindungsgemäß wird die Amplitude einer Ovalität des zweiten Rotors und/oder dritten Rotors im Bereich von 0,1 bis 5,0 Prozent des Teilkreisdurchmessers des jeweiligen Rotors gewählt. Besonders bevorzugt ist ein Bereich zwischen 0,5 bis 2,0 Prozent und weiter bevorzugt ein Bereich von 0,6 bis 1,0 Prozent bezogen auf einen Rotor mit einem Teilkreisdurchmesser von ca. 55 mm bedeutet dies, dass die Amplitude, wenn sie in einem Bereich von 0,6 bis 1,0 Prozent liegen soll, zwischen 0,33 mm (55 mm x 0,006) und 0,55 mm (55 mm x 0,01) beträgt. Durch die Wahl einer Amplitude in dem vorstehend spezifizierten Bereich konnte die Reibleistung eines erfindungsgemäßen Steuertriebes besonders deutlich reduziert werden.According to the invention, the amplitude of an ovality of the second rotor and / or third rotor is selected in the range from 0.1 to 5.0 percent of the pitch circle diameter of the respective rotor. A range between 0.5 to 2.0 percent and more preferably a range from 0.6 to 1.0 percent based on a rotor with a pitch circle diameter of approximately 55 mm is particularly preferred. This means that the amplitude when in should be in a range of 0.6 to 1.0 percent, between 0.33 mm (55 mm x 0.006) and 0.55 mm (55 mm x 0.01). By selecting an amplitude in the range specified above, the frictional power of a control drive according to the invention could be particularly significantly reduced.
In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuertriebes umfasst der Sekundärtrieb ein Spannelement, mittels welchem eine Vorspannungskraft auf die zweite Hülltriebsstruktur ausgeübt wird. Als ein solches Spannelement kommt insbesondere ein Element in Frage, das auf eine sich entlang der zweiten Hülltriebsstruktur erstreckende Gleitschiene und/oder ein Spann-Kettenrad wirkt und die Hülltriebsstruktur mithilfe der Gleitschiene und/oder ein Spann-Kettenrad vorspannt. Diesbezüglich wird insbesondere auf Gleitschienen verwiesen, welche um einen Drehpunkt drehbar gelagert sind und bei welchen das Spannelement beabstandet zu dem Drehpunkt angeordnet ist und die Gleitschiene in Richtung der Hülltriebsstruktur drückt.In a practical embodiment of a control drive according to the invention, the secondary drive comprises a tensioning element, by means of which a biasing force is exerted on the second envelope drive structure. Such a tensioning element is in particular an element which acts on a slide rail extending along the second envelope drive structure and / or a tensioning sprocket and prestresses the envelope drive structure with the aid of the slide rail and / or a tensioning sprocket. In this regard, reference is made in particular to slide rails which are rotatably mounted about a pivot point and in which the tensioning element is arranged at a distance from the pivot point and presses the slide rail in the direction of the envelope drive structure.
Mithilfe ausführlicher Simulationsberechnungen wurde ermittelt, dass die Reduzierung der Reibleistung eines erfindungsgemäßen Steuertriebes besonders groß ist, wenn die Vorspannungskraft eines Spannelements kleiner als 45 N eingestellt ist. In der Praxis werden häufig aus Kostengründen Toleranzen von 1 N oder mehr zugelassen, beispielsweise Toleranzen von 5 N, von 8 N oder von bis zu 10 N. Der Wert von 45 N kann in diesem Fall auch als Mittelwert von Kontrollmessungen an mehreren Spannelementen für erfindungsgemäße Steuertriebe verstanden werden. Bevorzugt wird ein Mittelwert von maximal 40 N eingestellt, weiter bevorzugt maximal 35 N und besonders bevorzugt von maximal 30 N. Bevorzugte Bereiche für die einzustellende Vorspannungskraft sind 15 N bis 44 N, 20 N bis 40 N und 25 N bis 35 N. Die Einstellung der Vorspannungskraft kann durch entsprechende Auswahl bzw. Auslegung eines Spannelements erfolgen oder durch Einstellung eines verstellbar ausgebildeten Spannelements.With the help of detailed simulation calculations, it was determined that the reduction in the frictional power of a control drive according to the invention is particularly great if the pretensioning force of a tensioning element is set to less than 45 N. In practice, tolerances of 1 N or more are often permitted for cost reasons, for example tolerances of 5 N, 8 N or up to 10 N. The value of 45 N can also be used in this case can be understood as the mean value of control measurements on a plurality of tensioning elements for control drives according to the invention. An average value of a maximum of 40 N is preferably set, more preferably a maximum of 35 N and particularly preferably a maximum of 30 N. Preferred ranges for the prestressing force to be set are 15 N to 44 N, 20 N to 40 N and 25 N to 35 N. The setting the prestressing force can take place by appropriate selection or design of a tensioning element or by adjustment of an adjustable tensioning element.
Es ist weiter bevorzugt, wenn das Spannelement des Sekundärtriebs eines erfindungsgemäßen Steuertriebes funktional mit einem hydraulischen Dämpfungselement gekoppelt ist. In diesem Fall können kurzfristig auftretende Lasten, welche von der Hülltriebsstruktur auf das Spannelement einwirken, gedämpft werden, so dass Rückkoppelungen solcher Kräfte auf die Hülltriebsstruktur wirksam vermieden werden. Diesbezüglich wird insbesondere auf ein Spannelement mit einem hohlzylindrischen Gehäuse verwiesen, das einen in dem Gehäuse geführten zylindrischen Kolben umfasst, wobei zwischen dem Gehäuse und dem Kolben zur Erzeugung einer hydraulischen Dämpfung ein Leckagespalt vorgesehen ist, wobei die Breite des Leckagespaltes mindestens 46 µm beträgt. Bevorzugt beträgt die Breite des Leckagespalts mindestens 60 µm, weiter bevorzugt mindestens 65 µm und besonders bevorzugt mindestens 70 µm. Bevorzugte Bereiche für die Breite des Leckagespalts sind 46 µm bis 90 µm, 50 µm bis 80 µm und besonders bevorzugt 60 µm bis 75 µm. Eine wie vorstehend beschriebene Dimensionierung des Leckagespaltes führt zu einer aus dem Stand der Technik nicht bekannten, niedrigen Dämpfung und bewirkt eine weitere Reduzierung der Reibleistung in dem Steuertrieb.It is further preferred if the tensioning element of the secondary drive of a control drive according to the invention is functionally coupled to a hydraulic damping element. In this case, briefly occurring loads which act on the tensioning element from the enveloping drive structure can be damped, so that feedback of such forces on the enveloping drive structure is effectively avoided. In this regard, reference is made in particular to a clamping element with a hollow cylindrical housing, which comprises a cylindrical piston guided in the housing, a leakage gap being provided between the housing and the piston for generating hydraulic damping, the width of the leakage gap being at least 46 μm. The width of the leakage gap is preferably at least 60 μm, more preferably at least 65 μm and particularly preferably at least 70 μm. Preferred ranges for the width of the leakage gap are 46 µm to 90 µm, 50 µm to 80 µm and particularly preferably 60 µm to 75 µm. A dimensioning of the leakage gap as described above leads to a low damping not known from the prior art and brings about a further reduction in the frictional power in the control drive.
Das Spannelement eines erfindungsgemäßen Steuertriebes kann besonders einfach und kostengünstig realisiert werden, wenn ein Federelement enthalten ist, um die Vorspannungskraft auf die zweite Hülltriebsstruktur zu erzeugen.The tensioning element of a control drive according to the invention can be realized particularly simply and inexpensively if a spring element is included in order to generate the prestressing force on the second envelope drive structure.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuertriebes dient der Sekundärtrieb dem Antrieb einer zweiten Nockenwelle und/oder eines Antriebsrades eines weiteren Elements. Die Erfindung wurde speziell für Steuertriebe entwickelt, bei welchem im Sekundärtrieb eine zweite Nockenwelle und als weiteres Element ein Antriebszahnrad eines Hochdruck-Kraftstoffpumpe angetrieben werden. In solchen Steuertrieben wurden die beschriebenen Vorteile bereits mithilfe von ausgiebigen Simulationsrechnungen und ersten Versuchen bestätigt.In a further practical embodiment of a control drive according to the invention, the secondary drive serves to drive a second camshaft and / or a drive wheel of a further element. The invention was specially developed for timing drives in which a second camshaft and, as a further element, a drive gear of a high-pressure fuel pump are driven in the secondary drive. The advantages described have already been confirmed in such control drives with the aid of extensive simulation calculations and initial tests.
Mit einem erfindungsgemäßen Steuertrieb können die in der Hülltriebsstruktur speziell bei VR6-Motoren der Anmelderin wirkenden Kräfte über den gesamten Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors unterhalb eines Kraftniveaus von maximal 1.500 N gehalten werden, wobei die Kraft vorzugsweise im Bereich des zweiten Rotors und/oder dritten Rotors durch Auswertung ermittelt wird.With a control drive according to the invention, the forces acting in the envelope drive structure, especially in VR6 engines from the applicant, can be kept below a force level of a maximum of 1,500 N over the entire speed range of the internal combustion engine, the force preferably in the region of the second rotor and / or third rotor by evaluation is determined.
Weitere praktische Ausführungsformen sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen erfindungsgemäßen mehrstufigen Steuertrieb,
- Fig. 2
- das Zwischenrad des in
dargestellten erfindungsgemäßen Steuertriebes in einer vergrößerten Darstellung,Figur 1 - Fig. 3
- die Kontur des kleinen Zahnrades des Zwischenrades im Vergleich zu einer kreisförmigen Kontur,
- Fig. 4
- eine vergrößerte Darstellung des in
Fig. 1 erkennbaren Spannelements des erfindungsgemäßen Steuertriebes, - Fig. 5
- ein Trumkraft-Motordrehzahl-Diagramm mit drei verschiedenen Verlaufskurven,
- Fig. 6
- ein Trumkraft-Motordrehzahl-Diagramm mit drei verschiedenen Verlaufskurven,
- Fig. 7
- ein Reibleistungs-Motordrehzahl-Diagramm zu dem in
Fig. 6 gezeigten Trumkraft-Motordrehzahl-Diagramm, - Fig. 8
- den in
Fig. 7 mit VIII gekennzeichneten Bereich in einer vergrößerten Darstellung und - Fig. 9-11
analog zu Figur 3 drei verschiedene Beispiele von Konturen für Zwischenräder für Verbrennungsmotoren, welche der Summen-Schwingungsanregung durch Ventile und der Schwingungsanregung einer Kolbenpumpe durch Überlagerung von Ovalitäten unterschiedlicher Ordnung entgegengewirkt werden soll.
- Fig. 1
- a multi-stage control drive according to the invention,
- Fig. 2
- the idler gear of the in
Figure 1 shown control drive according to the invention in an enlarged view, - Fig. 3
- the contour of the small gear of the idler gear compared to a circular contour,
- Fig. 4
- an enlarged view of the in
Fig. 1 recognizable clamping element of the control drive according to the invention, - Fig. 5
- a strand force-engine speed diagram with three different curves,
- Fig. 6
- a strand force-engine speed diagram with three different curves,
- Fig. 7
- a friction power engine speed diagram to that in
Fig. 6 Belt power-engine speed diagram shown, - Fig. 8
- the in
Fig. 7 with VIII marked area in an enlarged view and - Fig. 9-11
- analogous to
Figure 3 three different examples of contours for idler gears for internal combustion engines, which should counteract the total vibration excitation by valves and the vibration excitation of a piston pump by superimposing ovalities of different orders.
In
In dem Sekundärtrieb 14 ist eine weitere Gleitschiene 58 vorgesehen, welche die Kette 22 des Sekundärtriebes 14 auf der der ersten Gleitschiene 52 gegenüberliegenden Seite von innen führt und im oberen Bereich den Abstand zu einem Zahnrad 60 einer Hochdruckkraftstoffpumpe 62 konstant hält.A
Wie in
Zwischen dem Kolben 76 und dem Gehäuse 64 ist in dem Bereich 84 ein Leckagespalt vorgesehen, der sich durch einen Freiraum zwischen dem Außendurchmesser des Kolbens 76 und dem Innendurchmesser des in dem Innenbereich 84 den Kolben 76 umgebenden Innenwand des Gehäuses 64 ergibt. In der gezeigten Ausführungsform wurde als Leckagespalt zwischen der Innenwand des Gehäuses 64 und der Außenwand des Kolbens 76 in dem Bereich 84 eine Differenz von 70 µm vorgesehen.Between the
Der Bereich des Gehäuses 64, welcher sich an die radiale Öffnung 72 anschließt, ist von dem Bereich, in welchem das Federelement 82 angeordnet ist, durch ein Rückschlagventil 86 gesichert. Mit diesem Rückschlagventil 86 wird verhindert, dass Öl aus dem Motorölkreislauf, welches durch die radiale Öffnung 72 in das Innere des Gehäuses 64 geströmt und durch das Rückschlagventil 86 gelangt ist, zurückströmen kann, wenn sich der Kolben 76 situationsbedingt von links nach rechts bewegt und somit einfedert. Im Falle des wie vorstehend beschriebenen Einfederns schließt das Rückschlagventil 86 und ermöglicht es dem Kolben 76 nur dadurch zurückzufedern, dass das Öl durch den Leckagespalt in dem Bereich 84 nach links aus dem Gehäuse 64 herausgefördert wird. Durch die Ausbildung des Leckagespaltes in dem Bereich 84 wird damit eine hydraulische Dämpfung des Kolbens 76 gegenüber dem Gehäuse 64 bewirkt.The area of the
Wie zu erkennen ist, wurde für den Teilkreis des dritten Rotors 34 eine Kontur mit einer Ovalität vierter Ordnung gewählt, d.h. die Kontur weist über vollen Umfang des dritten Rotors 34 insgesamt vier Mal positiv und vier Mal negativ um 0,5 mm ab. Mit anderen Worten ausgedrückt, variiert der Radius des in
In den
Die Kurve 96 stellt die ermittelte Trumkraft über die Motordrehzahl für einen Steuertrieb dar, der dem Stand der Technik entspricht. Die Kurve 98 stellt die ermittelte Trumkraft in Abhängigkeit der Motordrehzahl eines Steuertriebes 10 mit einem Zwischenrad, bei welchem der dritte Rotor 34 eine Ovalität vierter Ordnung und eine Phasenlage von 60° +/- 10° (insbesondere 58°) aufweist, dar. Die Kurve 100 stellt die ermittelte Trumkraft in Abhängigkeit der Motordrehzahl bei einem erfindungsgemäßen Steuertrieb 10 dar, bei welchem der dritte Rotor 34 des Zwischenrades 36 mit einer Ovalität vierter Ordnung und einer Phasenverdrehung von 60° +/- 10° (insbesondere 58°) sowie mit einem wie in
Wie insbesondere in den
In den
Bei den in der vorstehenden Tabelle genannten Werten und den zugehörigen Ausführungsbeispielen wurde die Ovalität - wie bei dem in Verbindung mit den
Ausgehend von der Zylinderzahl 6 und mit der Annahme, dass der dritte Rotor 34 mit der gleichen Drehzahl dreht wie die Kurbelwelle 46, ergibt sich, dass die Ventiltriebsanregung dritter Ordnung ist. Dies folgt daraus, dass die Anregung der Ventile von der Nockenwelle kommt, welche mit halber Drehzahl der Kurbelwelle 46 dreht. Das Verhältnis der Drehzahl eines Zahnrades 60, das mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe 62 verbunden ist, zu dem dritten Rotor 34, beträgt 4:3. Bei der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 handelt es sich um eine dreihubige Kolbenpumpe. Daraus folgt, dass die Kolbenpumpe in Bezug auf die Drehzahl der Kurbelwelle 46 vierter Ordnung ist.Starting from the number of cylinders 6 and assuming that the
Aus der Gesamtbetrachtung ergibt sich damit, dass an dem dritten Rotor 34 für die Kontur des Ovalrades eine Ovalität dritter Ordnung und eine Ovalität vierter Ordnung überlagert werden, wobei jede Ovalität in korrekter Phasenlage an dem dritten Rotor 34 anzuordnen ist.From the overall view, it follows that a third-order ovality and a fourth-order ovality are superimposed on the
Wenn die vorstehende Annahme, dass das Zwischenrad 32, an welchem die Ovalität ausgebildet ist, mit der gleichen Drehzahl wie die Kurbelwelle 46 dreht, nicht zutrifft, muss eine vorhandene Übersetzung zwischen Kurbelwelle 46 und dem mit einer Ovalität versehenen Zwischenrad 32 noch zusätzlich berücksichtigt werden.If the above assumption that the
In allen vorstehenden Beispielen aus den
- 1010th
- SteuertriebTiming drive
- 1212th
- PrimärtriebPrimary drive
- 1414
- SekundärtriebSecondary drive
- 1616
- erste Hülltriebsstrukturfirst envelope drive structure
- 1818th
- KetteChain
- 2020th
- zweite Hülltriebsstruktursecond envelope drive structure
- 2222
- KetteChain
- 2424th
- erster Rotorfirst rotor
- 2626
- erstes Zahnradfirst gear
- 2828
- zweiter Rotorsecond rotor
- 3030th
- zweites Zahnradsecond gear
- 3232
- ZwischenradIdler gear
- 3434
- dritter Rotorthird rotor
- 3636
- drittes Zahnradthird gear
- 3838
- vierter Rotorfourth rotor
- 4040
- viertes Zahnradfourth gear
- 4242
- fünfter Rotorfifth rotor
- 4444
- fünftes Zahnradfifth gear
- 4646
- Kurbelwellecrankshaft
- 4848
- erster Nockenwellenverstellerfirst camshaft adjuster
- 5050
- zweiter Nockenwellenverstellersecond camshaft adjuster
- 5252
- erste Gleitschienefirst slide rail
- 5454
- DrehachseAxis of rotation
- 5656
- SpannelementClamping element
- 5858
- zweite Gleitschienesecond slide rail
- 6060
- Zahnradgear
- 6262
- HochdruckkraftstoffpumpeHigh pressure fuel pump
- 6464
- Gehäuse (des Spannelements)Housing (of the clamping element)
- 6666
- SechskantschraubenkopfHexagon screw head
- 6868
- AußengewindeExternal thread
- 7070
- DichtungselementSealing element
- 7272
- radiale Öffnungradial opening
- 7474
- GehäuseinneresInterior of the housing
- 7676
- Kolbenpiston
- 7878
- DoppelpfeilDouble arrow
- 8080
- Spannelement (im Kolben)Clamping element (in the piston)
- 8282
- Federelement (im Kolben)Spring element (in the piston)
- 8484
- InnenbereichIndoor area
- 8686
- Rückschlagventilcheck valve
- 8888
- NullphasenpunktZero phase point
- 9090
- KurveCurve
- 9292
- KurveCurve
- 9494
- KurveCurve
- 9696
- KurveCurve
- 9898
- KurveCurve
- 100100
- KurveCurve
Claims (8)
- Multi-stage timing drive of a combustion engine with a crankshaft (46) and at least one camshaft, wherein the timing drive (10) comprises a primary drive (12), by means of which a first rotor (24) connected to a crankshaft (46) drives a second rotor (28) via a first endless flexible member (16), wherein the second rotor (28) is connected firmly so that it can rotate to a third rotor (34) and wherein the third rotor (34) is a drive element of a secondary drive (14), by means of which a fourth rotor (38) connected to the at least one camshaft is driven via a second endless flexible member (20), wherein the second rotor (28) and/or the third rotor (34) exhibits a non-circular contour, and wherein the second rotor (28) and/or the third rotor (34) exhibits a contour with an at least simple ovality,
characterised in that
the amplitude of the ovality is in the region of 0.1 to 5 percent of the pitch circle diameter. - Timing drive according to the preceding claim,
characterised in that the secondary drive (14) comprises a tensioning element (56), by means of which a pre-tensioning force is exerted on the second endless flexible member (20). - Timing drive according to the preceding claim,
characterised in that the tensioning element (56) acts on a sliding rail (52) extending along the second endless flexible member (20) and/or a tensioned sprocket and the endless flexible member (20) is pretensioned by means of the sliding rail (52) and/or the tensioned sprocket. - Timing drive according to any one of the two preceding claims, characterised in that the pre-tensioning force of the tensioning element (56) is set less than 45 N.
- Timing drive according to one or more of the preceding claims, characterised in that the tensioning element (80) of the secondary drive (14) is connected functionally to a hydraulic dampening element.
- Timing drive according the preceding claim, characterised in that the tensioning element (80) comprises a hollow cylindrical housing (64) with a cylindrical piston (76) guided in the housing (64), wherein between the housing (64) and the piston (76), a leakage gap is provided to generate a hydraulic dampening, wherein the width of the leakage gap is at least 46 µm.
- Timing drive according to one or more of claims 2 to 6, characterised in that the tensioning element (80) comprises a spring element (82) to generate a pre-tensioning force.
- Timing drive according to one or more of the preceding claims, characterised in that the second drive serves as the drive of a second camshaft and/or a drive wheel of a further element.
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